Produktbeschreibung
Alloy 321 (UNS S32100) ist eine stabilisierte Edelstahlplatte, die eine hervorragende Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion bietet, wenn sie Temperaturen im Ausfällungsbereich von 800 bis 1500 °F (427 bis 816 °C) ausgesetzt wird. Dies ist sein Hauptvorteil gegenüber anderen Edelstahlsorten. Die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion wird durch die Zugabe von Titan erreicht, das die Legierung stabilisiert und die Bildung von Chromkarbiden an den Korngrenzen verhindert. Diese Eigenschaft macht die Alloy 321 besonders geeignet für Anwendungen, bei denen sie hohen Temperaturen ausgesetzt ist, da sie ihre Korrosionsbeständigkeit und strukturelle Integrität auch unter rauen Bedingungen beibehält.
Neben seiner Korrosionsbeständigkeit bietet das Edelstahlblech der Legierung 321 auch gute mechanische Eigenschaften, was es für den Einsatz bei hohen Temperaturen vorteilhaft macht. Es weist im Vergleich zu Alloy 304 und Alloy 304L höhere Kriech- und Spannungsbrucheigenschaften auf. Dies macht es zu einer bevorzugten Wahl in Situationen, in denen Sensibilisierung und interkristalline Korrosion ein Problem darstellen, da die Legierung 321 in diesen Bereichen eine bessere Leistung bietet.
Anträge
- Luft- und Raumfahrt – Krümmer für Kolbenmotoren
- Chemische Verarbeitung
- Kompensatoren
- Lebensmittelverarbeitung – Ausrüstung und Lagerung
- Erdölraffination – Polythionsäure-Service
- Abfallbehandlung – thermische Oxidationsanlagen
- Pharmazeutische Produktion
Normen
ASTM........ A 240ASME........ SA 240
AMS........... 5510
Allgemeine Eigenschaften
Alloy 321 (UNS S32100) ist eine titanstabilisierte austenitische Edelstahlplatte mit guter allgemeiner Korrosionsbeständigkeit. Es hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, nachdem es Temperaturen im Ausscheidungsbereich von 800 - 1500 °F (427 - 816 °C) ausgesetzt wurde. Die Legierung widersteht einer Oxidation bis zu 816 °C (1500 °F) und hat höhere Kriech- und Spannungsbrucheigenschaften als die Legierungen 304 und 304L. Es besitzt auch eine gute Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen.
Die Edelstahlplatte der Legierung 321H (UNS S32109) ist die Version mit höherem Kohlenstoffgehalt (0,04 - 0,10) der Legierung. Es wurde für eine verbesserte Kriechfestigkeit und für eine höhere Festigkeit bei Temperaturen über 1000 °F (537 °C) entwickelt. In den meisten Fällen ermöglicht der Kohlenstoffgehalt der Platte eine doppelte Zertifizierung.
Bleche aus rostfreiem Stahl der Legierung 321 können nicht durch Wärmebehandlung, sondern nur durch Kaltumformung gehärtet werden. Es kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungsverfahren in der Werkstatt verarbeitet werden.
Korrosionsbeständigkeit
Die Edelstahlplatte der Legierung 321 weist eine gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit auf, die mit der Legierung 304 vergleichbar ist. Es wurde speziell für den Einsatz im Chromkarbid-Ausscheidungsbereich von 1800 – 1500 °F (427 – 816 °C) entwickelt, wo unstabilisierte Legierungen wie Alloy 304 anfällig für interkristalline Angriffe sind. Die Legierung 321 hat eine gute Korrosionsbeständigkeit in den meisten verdünnten organischen Säuren bei moderaten Temperaturen und in reiner Phosphorsäure bei niedrigeren Temperaturen. Es kann auch bis zu 10 % verdünnten Lösungen bei erhöhten Temperaturen standhalten. Die Legierung ist beständig gegen Spannungsrisskorrosion durch Polythionsäure im Kohlenwasserstoffbetrieb. Darüber hinaus kann es in chlorid- oder fluoridfreien Laugen bei moderaten Temperaturen verwendet werden.
Die Edelstahlplatte der Legierung 321 schneidet jedoch in Chloridlösungen nicht gut ab, selbst in geringen Konzentrationen. Es wird auch nicht für den Einsatz im Schwefelsäurebetrieb empfohlen. In diesen Umgebungen können andere Edelstahlsorten mit höherer Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. Alloy 316 oder Alloy 317, besser geeignet sein.
Chemische Analyse
Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern nicht anders angegeben)
Element |
321 |
321H |
Chrom |
17.00 Min.-19.00 Max. |
17.00 Min.-19.00 Max. |
Nickel |
9.00 Min.-12.00 Max. |
9.00 Min.-12.00 Max. |
Kohlenstoff |
0.08 |
0,04 min.-0,14 max. |
Mangan |
2.00 |
2.00 |
Phosphor |
0.045 |
0.045 |
Schwefel |
0.03 |
0.03 |
Silizium |
0.75 |
0.75 |
Titan |
5 x (C + N) min.-0,70 max. |
4 x (C + N) min.-0,70 max. |
Stickstoff |
0.10 |
0.10 |
Eisen |
Gleichgewicht |
Gleichgewicht |
Physikalische Eigenschaften
Dichte
0,286 Pfund/Zoll37.920 g/cm3
Spezifische Wärme
0,12 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)444 J/kg-°K (0 – 100 °C)
Elastizitätsmodul
28,0 x 106 psi193 GPa
Wärmeleitfähigkeit 212 °F (100 °C)
9,3 BTU/h/ft2/ft/°F16,0 W/m-°K
Schmelzbereich
2550 – 2635 °F1398 – 1446°C
Elektrischer Widerstand
72 Mikrohm-cm bei 20 °F
Temperaturbereich |
|
||
°F |
°C |
in/in °F |
cm/cm °C |
68-212 |
20-100 |
9,2 x 10-6 cm |
16,0 x 10-6 cm |
68-1112 |
20-600 |
10,5 x 10-6 cm |
18,9 x 10-6 cm |
68-1832 |
20-1000 |
11,4 x 10-6 cm |
20,5 x 10-6 cm |
Mechanische Eigenschaften
Typische Werte bei 68 °F (20 °C)
Streckgrenze |
Ultimative Zugfestigkeit |
Verlängerung |
Härte |
||
psi (min.) |
(MPa) |
psi (min.) |
(MPa) |
% (min.) |
(max.) |
30,000 |
205 |
75,000 |
515 |
40 |
217 Brinell |
Fertigungsdaten
Platten aus Edelstahl der Legierung 321 können leicht geschweißt und durch die üblichen Fertigungsverfahren verarbeitet werden.
Kaltumformung
Die Legierung ist recht duktil und formt sich leicht.
Warmumformung
Der hohe Schwefelgehalt der Alloy 303 wirkt sich auch nachteilig auf die Warmverarbeitbarkeit aus. Wenn eine Warmumformung erforderlich ist, sollte wiederum 304 als alternative Auswahl in Betracht gezogen werden.
Zerspanung
Die Kaltverfestigungsrate von 321 Edelstahlblech macht es weniger bearbeitbar als 410 Edelstahl, aber ähnlich wie 304. Die folgende Tabelle enthält relevante Bearbeitungsdaten.
Operation |
Werkzeug |
Schmierung |
BEDINGUNGEN |
|||||
|
|
|
Tiefe-mm |
Tiefeneinfall |
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Drehend |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
12-16 |
39-52 |
Drehend |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
18-23 |
59-75 |
Drehend |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
23-28 |
75-92 |
Drehend |
Karbid |
Trocken- oder Schneidöl |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
67-76 |
220-249 |
Drehend |
Karbid |
Trocken- oder Schneidöl |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
81-90 |
226-295 |
Drehend |
Karbid |
Trocken- oder Schneidöl |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
99-108 |
325-354 |
|
|
|
Schnitttiefe-mm |
Tiefe des Einschnitts |
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Schneiden |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
1.5 |
.06 |
0.03-0.05 |
.0012-.0020 |
16-21 |
52-69 |
Schneiden |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
3 |
.11 |
0.04-0.06 |
.0016-.0024 |
17-22 |
56-72 |
Schneiden |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
6 |
.23 |
0.05-0.07 |
.0020-.0027 |
18-23 |
59-75 |
|
|
|
Bohrer ø mm |
Bohren ø in |
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
1.5 |
.06 |
0.02-0.03 |
.0007-.0012 |
9-13 |
29-42 |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
3 |
.11 |
0.05-0.06 |
.0020-.0024 |
11-15 |
36-49 |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
6 |
.23 |
0.08-0.09 |
.0031-.0035 |
11-15 |
36-49 |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
12 |
.48 |
0.09-0.10 |
.0035-.0039 |
11-15 |
36-49 |
|
|
|
|
|
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Fräsen Profilieren |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
|
|
0.05-0.10 |
.002-.004 |
11-21 |
36-69 |
Schweißen
Platten aus Edelstahl der Legierung 321 können mit den meisten Standardverfahren problemlos geschweißt werden. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht erforderlich.